سیلیکون ماده منتخب برای نیمه‌هادی‌هایی بوده است که انرژی الکترونیکی ما را برای دهه‌ها تامین می‌کند. اما همواره تولیدکنندگان و طراحان به دنبال جایگزین‌هایی برای آن هستند. در همین راستا محققان که در حال آزمایش مواد مختلف هستند، این بار برای ساخت ترانزیستور به سراغ چوب رفته‌اند، بله چوب.
یک ترانزیستور با فرکانس محدود و کاربردهای بسیار خاص
محققان دو دانشگاه در کشور سوئد اخیرا اولین ترانزیستور الکتریکی جهان را که از چوب رسانا ساخته شده است، رونمایی کردند. در حالی که عملکرد آن به اندازه ترانزیستورهای سیلیکونی مدرن نیست، اما از نظر تئوری می‌تواند در بخش‌های بسیار خاصی کمک کند.
در گذشته نیز آزمایش‌هایی انجام شده بود که در آن از ترکیب چوب و نقره ترانزیستوری را تولید کردند که به انتقال یونی متکی بود، اما افزایش بار یونی احتمالاً طول عمر آن را محدود می‌کند. اما در این آزمایش که از چوب رسانا برای همه اجزا استفاده شده است، باید منتظر رسیدن به ترانزیستوری با دوام بیشتری باشیم.
محققان موسسه فناوری سلطنتی KTH در استکهلم و دانشگاه لینکوپینگ از ساختار بدون دانه و یکنواخت چوب بالسا استفاده کردند و با حذف لیگنین و افزودن پلی اتیلن دی اکسی تیوفن پلی استایرن سولفونات، رسانایی آن را افزایش دادند. در حالی که این فناوری هنوز برای بهبود جا دارد، نتایج ثابت می‌کند که تنظیم جریان‌های الکتریکی از طریق چوب رسانا برای ایجاد یک ترانزیستور چوبی کارآمد کاملا امکان پذیر است.
این ترانزیستور در حدود 1 هرتز چرخش می‌کند. در حالی که در حدود تنها یک ثانیه خاموش می‌شود، روشن کردن آن بیش از پنج ثانیه طول می‌کشد که به نظر محققان برای یک کانال ترانزیستوری 1 میلی متری قابل توجه است. علاوه بر این، عکس‌ها نشان می‌دهند که قطر ترانزیستور چند سانتی‌متر است. برای اینکه متوجه ابتدایی بودن این ترانزیستور شوید، شرکت‌هایی مانند TSMC در حال حاضر در حال ساخت نیمه هادی های 3 نانومتری برای دستگاه‌هایی با فرکانس‌های اندازه‌گیری شده بر اساس مگاهرتز و گیگاهرتز هستند.
در حالی که چوب احتمالاً هرگز نمی‌تواند نقشی مشابه سیلیکون یا هر چیزی که سازندگان برای جایگزینی سیلیکون استفاده می‌کنند را ایفا کند، انواع خاصی از دستگاه‌ها می‌توانند از آن استفاده کنند. به طور مثال می‌تواند به ایجاد وسایل الکترونیکی زیست تخریب پذیر که پایدارتر از سیلیکون هستند کمک فراوانی کند. اما یکی از کاربردهای بالقوه آن در نمایشگرهای الکتروکرومیک است که شرکت‌ها از قبل در محصولاتی مانند شیشه‌های هوشمند، برچسب‌های هوشمند و سایر دستگاه‌های کاغذ الکترونیکی استفاده کرده‌اند. آنها می‌توانند توابع محاسباتی بسیار ابتدایی را در فاکتورهای شکل بسیار نازک و انعطاف پذیری که از مقادیر کمی الکتریسیته استفاده می‌کنند، انجام دهند.
تحقیقاتی که برای ایجاد ترانزیستور چوبی انجام شد همچنین می‌تواند به توسعه راه‌حل‌های پایدار دیگر مانند بیوالکترونیک و الکترونیک مبتنی بر گیاه کمک کند. علاوه بر این، ترانزیستورهای چوبی ممکن است جریان‌های بالاتری را نسبت به ترانزیستورهای آلی معمولی تحمل کنند.
مطالب مرتبط:
دیدگاهتان را بنویسید